大学化学(第二版)部分知识题参备考资料答案解析.ppt

第一章部分习题参考答案,= 0 - 2(-16.45 ) = 32.90 (kJmol-1),P33: 6题 解题思路 解: 查附录4中有关数据如下： 2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g) fHm (298.15K)/( kJmol-1) -46.11 0 0 Sm (298.15K)/( Jmol-1K-1) 192.45 191.50 130.684 fGm (298.15K)/( kJmol-1) -16.45 0 0,rGm(298.15K)=vifGm(生成物) -vifGm(反应物),解: (1) T=298.15K,rGm(T) rHm( 298.15 K ) -TrSm( 298.15K ) = 92.22-398.15 198.65 10-3 = 13.13（kJmol-1）,根据: rGm(T)rHm(298.15K) TrSm(298.15K) 计算.,(2) T=398.15K,rSm(298.15K) viSm(生成物) -viSm(反应物) 191.50 + (3130.684) - (2192.45） =198.65 (Jmol-1K-1),rHm(298.15K)vifHm(生成物)-vifHm(反应物) 0 2(-46.11） = 92.22(kJmol-1),2NH3 (g) = N2 (g) + 3H2 (g),(3) T=300=300+273.15K=573.15K,根据 rGm(T) =rGm(T) + 2.303RTlgQ 计算.,rGm(T) = rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = 92.22- 573.15198.6510-3 = -21.63 (kJmol-1),Q = = = 100,rGm(T) = rGm(T) + 2.303RTlgQ = -21.63 + 2.3038.31410-3573.15lg(100) = 0.318(kJmol-1),p(O2) = 101.325Kpa21 = 21.28Kpa,解： 查表可知： Sn(s) + O2(g) = SnO2(s) fGm (298.15K)/( kJmol-1) 0 0 -519.7,P33:3题 解题思路,Q = = = = 4.699,当T=298.15K时，rGm(T) = rGm(298.15K) rGm(298.15K) =vifGm(生成物) -vifGm(反应物) = (-519.7) - 0 = - 519.7 (kJmol-1),(1) 根据 rGm(T)=rGm(T) + 2.303RTlgQ 计算., P(O2) 10-89.04 Kpa,lgQ = 91.04, 则: Q 1091.04,即: rGm(T) = rGm(T) + 2.303RTlgQ0, 非自发。 rGm(T) + 2.303RT lgQ 0 ,(2) 使Sn在常温空气中不被氧化, 应使反应非自发.,Q = = 1091.04, 常温空气中使Sn不被氧化所需O2最高压力应低于10-89.04 Kpa,= rGm(298.15K) + 2.3038.31410-3298.15lg(4.699) = -515.86 (kJmol-1) 0 , 向正方向自发进行. 金属锡制件在常温的空气中能被氧化。,rGm(T) = rGm(T)+2.303RT lgQ,Sn(s)+O2(g)= SnO2(s),P34:8题 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300， 试计算该反应: N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g) 在1300时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数K。,解: 查表知: N2(g) + O2(g) = 2NO(g) fHm(298.15K)/( kJmol-1) 0 0 90.25 Sm(298.15K)/( Jmol-1K-1) 191.50 205.14 210.76,rHm(298.15K)vifHm(生成物) -vifHm(反应物） 290.25 180.50 kJmol-1,rSm(298.15K)vi Sm(生成物) -viSm(反应物） 2210.76 (191.5 + 205.14) 24.88 Jk-1mol-1,rGm(T) =rHm(T) -TrSm(T),lgK = - rGm/ 2.303RT = -（141.36）/（2.3038.31410-31573.15） = - 4.69,T =1300 = 1300 + 273.15 = 1573.15K,rGm(T) rHm(298.15K) TrSm(298.15K) = 180.50 -1573.1524.8810-3 = 141.36 kJmol-1,K = 10-4.69 = 2.010-5,答： 略。,P33: 4题 解题思路,查附录4可知： CaO(s)+ SO2(g) +1/2O2(g)=CaSO4(s) fHm(298.15K)/(kJmol-1) -635.09 -296.83 0 -1433 Sm(298.15K)/(Jmol-1K-1) 39.75 248.22 205.14 106.7,(1) 在标准态下自发进行的温度T的计算：,rSm(298.15K) viSm(生成物) -viSm(反应物) 1106.7 139.75 + 1248.22 + 1/2205.14 -283.84Jmol-1K-1,rHm(298.15K)vifHm(生成物)-vifHm(反应物) 1(-1433) 1(-635.09)+1(-296.83) +10 -500.08 kJmol-1,解:,rGm(T)rHm(298.15K)-TrSm(298.15K)0时自发进行。,即: -500.08 - T(-283.84)10-3 0 T1762K,(2) T=1250K时：,CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)=CaSO4(s),根据 rGm(T) =rGm(T) +2.303RTlgQ 计算。,rGm(T)rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -500.08 -1250(-283.84)10-3 = -145.28kJmol-1,rGm(T) =rGm(T) +2.303RTlgQ = -145.28 + 2.3038.31410-31250lg(22.37) = -112.98kJmol-10,p(SO2)=10kPa, p(O2)=20kPa, 系统为非标准态。,Q = = = 22.37, 反应能向正方向自发进行。,(3) T=1500K时：,根据 lgK = 进行计算。,rGm(1500K) rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -500.08 - 1500(-283.84)10-3 = -74.32kJmol-1,lgK = = =2.588, K = 102.588 = 3.87102,查附录4可知： CuO(s) +CO(g)Cu(s) +CO2(g),【P33: 第5题】解题思路,fHm(298.15K)/(kJmol-1) -157.3 -110.5 0 -393.5 Sm(298.15K)/(Jmol-1K-1) 42.6 197.7 33.2 213.7,解:,(1) T=298.15K,rHm(298.15K)vifHm(生成物)-vifHm(反应物) 10 + 1(-393.5) 1(-157.3) + 1(-110.5) -125.7 kJmol-1,rSm(298.15K) vi Sm(生成物) -vi Sm(反应物) 133.2 + 1213.7142.6 + 1197.7 6.6Jmol-1K-1,rGm(298.15K) =rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -125.7 - 298.156.610-3 = -127.67kJmol-1,lgK = = =22.36, K = 1022.36 = 2.291022,rGm(698.15K)rHm(298.15K) -TrSm(298.15K) = -125.7 - 698.156.610-3 = -130.31kJmol-1, K = 109.75 = 5.62109,(2) T=698.15K,与(1)比较: 表明温度不同, rGm(T)不同, 平衡常数也不同。,lgK = = = 9.75,第二章部分习题参考答案,【P59:第4题】 在烧杯中盛放20.0cm3 0.100moldm-3氨 的水溶液, 逐步加入0.100moldm-3 HCl 溶液, 试计算: (1) 当加入10.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (2) 当加入20.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (3) 当加入30.00cm3 HCl后, 混合液的pH。,解: (1) 当加入10.00cm3 HCl后:,NH3H2O HCl = NH4Cl + H2O,反应后（mol） 0.001 0 0.001,反应后浓度: c(NH3H2O)= 0.001/0.03=0.033moldm-3,pH =14 pOH =14 -4.75 =9.25,(Kb=1.7710-5),c(NH4+)= 0.001/0.03=0.033moldm-3,反应前（mol） 0.10.02 0.10.01 0,NH3H2O与NH4Cl 组成弱碱-弱碱盐缓冲体系：,NH3H2O HCl = NH4Cl +H2O,反应后（mol） 0 0 0.002,反应后浓度: c(NH4+) = 0.002/0.04 = 0.05moldm-3,反应前（mol） 0.10.02 0.10.02 0,NH4+ H+ + NH3 ，Ka= Kw/Kb= 5.65 10-10, c0/Ka = 0.05/(5.6510-10) 500, pH= -lgceq(H+)/c= 5.27,解: (2) 当加入20.00cm3 HCl后:,【P59:第4题】 在烧杯中盛放20.0cm3 0.100moldm-3氨 的水溶液, 逐步加入0.100moldm-3 HCl 溶液, 试计算: (1) 当加入10.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (2) 当加入20.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (3) 当加入30.00cm3 HCl后, 混合液的pH。,(Kb=1.7710-5),NH3H2O HCl = NH4Cl + H2O,反应后 (mol) 0 0.001 0.002,反应后浓度: c(HCl) =0.001/0.05 =0.02moldm-3,反应前 (mol) 0.10.02 0.10.03 0, pH = -lgceq(H+)/c=1.70, HCl 为强酸, 完全解离：HCl = H+ + Cl-, ceq(H+)c(HCl)=0.02moldm-3,答: (略)。,NH4+为弱酸, 解离常数小, 解离出的H+可忽略。,解: (3) 当加入30.00cm3 HCl后:,c(NH4+)=0.002/0.05 =0.04moldm-3,【P59:第4题】 在烧杯中盛放20.0cm3 0.100moldm-3氨 的水溶液, 逐步加入0.100moldm-3 HCl 溶液, 试计算: (1) 当加入10.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (2) 当加入20.00cm3 HCl后, 混合液的pH; (3) 当加入30.00cm3 HCl后, 混合液的pH。,(Kb=1.7710-5),解题思路: (1) 计算Mg(OH)2在纯水中溶解度及Mg2+和OH-浓度.,P60: 第7题,Mg(OH)2(s) Mg2+ + 2OH- 平衡时 s 2s,设溶解度为s,Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (2s)2 = 4s3,ceq(Mg2+) = s =1.1210-4moldm-3, = 1.1210-4moldm-3,ceq(OH-) = 2s =21.1210-4 = 2.2410-4moldm-3,查表知：Mg(OH)2的Ks = 5.6110-12,解题思路: (2) 计算Mg(OH)2在0.010moldm-3NaOH溶液中Mg2+浓度.,P60: 第7题,Mg(OH)2(s) Mg2+ + 2OH- 平衡时 s 0.010+2s,设溶解度为s.,Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = s (0.010+2s)2 s (0.010)2, ceq(Mg2+) = s = 1.1210-4 moldm-3,s = Ks/ (0.010)2 = 5.6110-8 moldm-3,解题思路: (3)计算Mg(OH)2在0.010moldm-3MgCl2溶液中的溶解度.,P60: 第7题,Mg(OH)2(s) Mg2+ + 2OH- 平衡时 0.010+s 2s,设溶解度为s, 则：,Ks = ceq(Mg2+)/c ceq(OH-)/c2 = (0.010+s) (2s)2 0.010 4s2, s = 1.1810-5 moldm-3,通过计算说明, 下列条件下能否生成 Mg(OH)2 沉淀？ (1) 在10cm3 0.0015moldm-3MgSO4溶液中, 加入5cm30.15moldm-3 氨水溶液.,P60: 第8题,解: 根据溶度积规则: Qc Ks, 有沉淀生成。,混合后: c(Mg2+)= ( 0.00150.01)/0.015 = 0.001moldm-3,NH3 H2O NH4+ + OH-,c(NH3H2O)= (0.150.005)/0.015 =0.05moldm-3,= 9.410-4moldm-3,Qc = c(Mg2+)/cc(OH-)/c2= 8.8510-10 Ks 有Mg(OH)2 沉淀析出。,(Kb(NH3H2O)=1.7710-5; Ks(Mg(OH)2)= 5.6110-12 ),通过计算说明, 下列条件下能否生成Mg(OH)2沉淀？ (2) 若在上述 10cm3 0.0015 moldm-3 MgSO4 溶液中, 加入0.495g 硫酸铵固体(设加入固体后, 溶液体积不变) , 然后加入 5cm3 0.15 moldm-3氨水溶液。,P60: 第8题,初始浓度： 0.05 0.5 0 平衡浓度： 0.05-X 0.5+X X,解: 混合后: c(Mg2+)= (0.00150.01)/0.015 = 0.001moldm-3,NH3H2O NH4+ + OH-,c(NH3H2O)=(0.150.005)/0.015 = 0.05moldm-3,c(NH4+)=2(0.495g/132gmol-1)/0.015dm3=0.5moldm-3,设ceq(OH-)=X，,c0/Kb500，, Kb,ceq(OH-)=X=1.7710-6moldm-3,Qc = c(Mg2+)/cc(OH-)/c2= 3.1310-15Ks 没有Mg(OH)2 沉淀析出。,(Kb(NH3H2O)=1.7710-5; Ks(Mg(OH)2)=5.6110-12 ),第三章部分习题参考答案,P83: 第1题,(1) 标准状态下: Zn + CdSO4 ZnSO4+ Cd,解: 若将此反应设计成原电池, 由电子得失知: Zn2+/Zn电对作负极；Cd2+/Cd电对作正极。,负极反应: Zn - 2e- Zn2+ 正极反应: Cd2+ 2e- Cd 电池反应: Zn + Cd2+ = Zn2+ + Cd 电池符号: (-) Zn(s) | ZnSO4| CdSO4 | Cd(s) (+),查表得： (Zn2+/Zn)= -0.7618V； (Cd2+/Cd)= -0.4303V.,E=正-负=(Cd2+/Cd)-(Zn2+/Zn)=0.3315V,P83: 第1题,(2) 标准状态下: Fe2+ + Ag+ Fe3+ Ag,解: 若将此反应设计成原电池, 由电子得失知: Fe3+/Fe2+电对作负极； Ag+/Ag电对作正极。,负极反应: Fe2+ -e- Fe3+ 正极反应: Ag+ + e- Ag 电池反应: Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag 电池符号: (-) Pt | Fe2+, Fe3+ | Ag+ | Ag (+),查表得： Fe3+/Fe2+)= 0.7710V； (Ag+/Ag)= 0.7996V.,E=正-负=(Ag+/Ag)-(Fe3+/Fe2+)=0.0286V,P83: 第6题,解: (1) 由题意知：钴电极为负极, 氯电极为正极。 E=1.63V, (Cl2/Cl-)=1.36V。, E= 正-负 = (Cl2/Cl-) -(Co2+/Co), (Co2+/Co) = (Cl2/Cl-) E = 1.36V-1.63V = - 0.27V,P83: 第6题,E = 正-负= (Cl2/Cl-) - (Co2+/Co),(Cl2/Cl-)=(Cl2/Cl-) + lg,0.0592V,c(Cl-)/c2,2,p(Cl2)/p,Cl2 + 2e- 2Cl-，n=2,当p(Cl2)大 , (Cl2/Cl-)大, E大；,当p(Cl2)小 , (Cl2/Cl-)小, E小。,(2),(Co2+/Co)= (Co2+/Co),(3) 当c(Co2+)=0.01moldm-3时：,E = 正-负 = (Cl2/Cl-) - (Co2+/Co),Co2+ 2e- Co, n=2,(Co2+/Co)=(Co2+/Co) + lg,0.0592V,2,c(Co2+)/c,= - 0.27V + (0.0592V/2)lg0.01/1.0 = -0.3292V,= 1.36V-(-0. 3292V) = 1.6892V,故：当c(Co2+)小 , E大。,(Cl2/Cl-) = (Cl2/Cl-),P83: 第6题,计算下列电极在298.15K时电极反应的电极电势.,(1) 金属铜放在0.1moldm-3的Cu2+溶液中;,(2) 在1dm3上述(1)的溶液中加入0.1mol固体Na2S;,(3) 在1dm3上述(1)的溶液中加入固体Na2S使溶液中S2-浓度达1.0moldm-3。,解:,(1) 当c(Cu2+)=0.1moldm-3时:, (Cu2+/Cu) =(Cu2+/Cu) +,lgc(Cu2+)/c,2,0.0592V,= 0.3419V + 0.0592V/2,lg 0.1/1.0,(Cu2+/Cu)=0.3419V,Cu2+2e-=Cu, n=2, 查表:,= 0.3123V,P84: 第11题,(1) 金属铜放在0.1moldm-3的Cu2+溶液中;,(2) 在1dm3上述(1)的溶液中加入0.1mol固体Na2S;,(3) 在1dm3上述(1)的溶液中加入固体Na2S使溶液中S2-浓度达1.0moldm-3.,解:,Cu2+ S2- =CuS(s);,反应前mol 0.1 0.1,反应后mol 0 0,CuS(s) Cu2+ S2- 设ceq(Cu2+)=x,Ks(CuS)=ceq(Cu2+)/cceq(S2-)/c=x2,Ks(CuS)=1.2710-36,平衡时 x x, (Cu2+/Cu) =(Cu2+/Cu) +,lgceq(Cu2+)/c,0.0592V/2,= -0.1893V,计算下列电极在298.15K时电极反应的电极电势.,(2) 加入0.1mol固体Na2S时:,P84: 第11题,(1) 金属铜放在0.1moldm-3的Cu2+溶液中;,(2) 在1dm3上述(1)的溶液中加入0.1mol固体Na2S;,(3) 在1dm3上述(1)的溶液中加入固体Na2S使溶液中S2-浓度达1.0moldm-3.,解:,(3)当c(S2-) =1.0moldm-3时:,设ceq(Cu2+)=x, CuS(s) Cu2+ + S2-,Ks(CuS) =ceq(Cu2+)/cceq(S2-)/c = (x+1.0) x1.0 x = x, ceq(Cu2+) = x = Ks =1.2710-36,Ks(CuS) =1.2710-36,平衡时 x x+1.01.0, (Cu2+/Cu) =(Cu2+/Cu) +,lgceq(Cu2+)/c,0.0592V/2,= -0.7206V,计算下列电极在298.15K时电极反应的电极电势.,=(Cu2+/Cu) +,lgKs(CuS)/c,0.0592V/2,P84: 第11题,